尖端放电

尖端放电
尖端放电

火焰为何不偏向尖端?

刘毅平(江苏省苏州实验中学江苏215011)

关键词:电风尖端放电

摘要:中学物理中有一个有趣的尖端放电实验,即:利用“电风”将蜡烛的火焰吹向一边,本文作一解释。

我们知道在静电学中,导体带电时,导体表面突出和尖锐的地方,电荷分布比较密集,使其附近形成很强的电场。导体尖端附近空气中残留的正负离子在强电场的作用下发生剧烈的运动,并与空气中的气体分子碰撞,将空气分子电离成许多新的正负离子,那些与尖端带同种电荷的离子,受到排斥,远离尖端,形成“电风”。与尖端带异种电荷的离子受到吸引,奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷,这就是尖端放电。利用尖端放电现象,我们可以做尖端放电吹蜡烛的实验。

对这一实验的一般解释是:跟尖端带同种电荷的离子受到排斥而飞向远方,吹动火焰朝背离尖端的方向偏移。结果,学生就产生疑问:那为什么不说异种离子受到吸引飞向尖端,将火焰朝尖端方向吹呢?吹动火焰的到底是电子,还是从空气中电离出来的离子?如果尖端是带负电的话,那从尖端跑出来电子可以理解,但如果尖端带的是正电,那么还会有电子跑出来吗?

可见,以上解释并不充分,也难以让人满意。本人以为,在尖端放电现象中,的确存在正、负两种离子朝相反方向运动,吹动蜡烛火焰的主要是与尖端上带同种电荷的离子。问题是与尖端上带异种电荷的离子的确在向尖端飞去呀!难道它对蜡烛火焰没有影响?其实,两种离子对火焰都有影响,只不过与尖端带同种电荷的离子起主导作用罢了。原因是,在尖端放电现象中,尖端的电场最强,与尖端带同种电荷的离子在强电场的作用下,加速飞向蜡烛火焰,形成的“电风”强;而与尖端带异种电荷的离子由于离尖端较远,受到尖端电场的作用较弱,故形成的反向“电风”较弱,所以,蜡烛火焰才被吹响远离尖端的方向!

本人以实验证实了以上观点:我用J1206—1型电子感应圈做此实验,直接用感应圈上的尖针对着蜡烛火焰。一次使尖针带正电荷,蜡烛火焰被吹向背离尖端方向,说明火焰主要是受到正离子的作用;另一次是使尖针带负电,蜡烛火焰仍然被吹向背离尖端方向,说明火焰主要是受到负离子(电子)的作用;可见,火焰被吹响远离尖端的方向是同时受两种离子共同作用的结果!

Email:syzxlyp@https://www.360docs.net/doc/163265895.html,

尖端放电

火焰为何不偏向尖端? 刘毅平(江苏省苏州实验中学江苏215011) 关键词:电风尖端放电 摘要:中学物理中有一个有趣的尖端放电实验,即:利用“电风”将蜡烛的火焰吹向一边,本文作一解释。 我们知道在静电学中,导体带电时,导体表面突出和尖锐的地方,电荷分布比较密集,使其附近形成很强的电场。导体尖端附近空气中残留的正负离子在强电场的作用下发生剧烈的运动,并与空气中的气体分子碰撞,将空气分子电离成许多新的正负离子,那些与尖端带同种电荷的离子,受到排斥,远离尖端,形成“电风”。与尖端带异种电荷的离子受到吸引,奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷,这就是尖端放电。利用尖端放电现象,我们可以做尖端放电吹蜡烛的实验。 对这一实验的一般解释是:跟尖端带同种电荷的离子受到排斥而飞向远方,吹动火焰朝背离尖端的方向偏移。结果,学生就产生疑问:那为什么不说异种离子受到吸引飞向尖端,将火焰朝尖端方向吹呢?吹动火焰的到底是电子,还是从空气中电离出来的离子?如果尖端是带负电的话,那从尖端跑出来电子可以理解,但如果尖端带的是正电,那么还会有电子跑出来吗? 可见,以上解释并不充分,也难以让人满意。本人以为,在尖端放电现象中,的确存在正、负两种离子朝相反方向运动,吹动蜡烛火焰的主要是与尖端上带同种电荷的离子。问题是与尖端上带异种电荷的离子的确在向尖端飞去呀!难道它对蜡烛火焰没有影响?其实,两种离子对火焰都有影响,只不过与尖端带同种电荷的离子起主导作用罢了。原因是,在尖端放电现象中,尖端的电场最强,与尖端带同种电荷的离子在强电场的作用下,加速飞向蜡烛火焰,形成的“电风”强;而与尖端带异种电荷的离子由于离尖端较远,受到尖端电场的作用较弱,故形成的反向“电风”较弱,所以,蜡烛火焰才被吹响远离尖端的方向! 本人以实验证实了以上观点:我用J1206—1型电子感应圈做此实验,直接用感应圈上的尖针对着蜡烛火焰。一次使尖针带正电荷,蜡烛火焰被吹向背离尖端方向,说明火焰主要是受到正离子的作用;另一次是使尖针带负电,蜡烛火焰仍然被吹向背离尖端方向,说明火焰主要是受到负离子(电子)的作用;可见,火焰被吹响远离尖端的方向是同时受两种离子共同作用的结果! Email:syzxlyp@https://www.360docs.net/doc/163265895.html,

中国古代对电现象的认识

中国古代对电现象的认识 我国古代对电的认识,是从雷电及摩擦起电现象开始的。早在3000多年前的殷商时期,甲骨文中就有 了“雷”及“电”的形声字。西周初期,在青铜器上就已经出现加雨字偏旁的“電”字。 王充在《论衡·雷虚篇》中写道:“云雨至则雷电击”,明确地提出云与雷电之间的关系。在其后的古代典籍中,关于雷电及其灾害的记述十分丰富,其中尤以明代张居正(1525~1582)关于球形闪电的记载最为精彩,他在细致入微的观察的基础上,详细地记述了闪电火球大小、形状、颜色、出现的时间等,留下了可靠而宝贵的文字资料。 在细致观察的同时,人们也在探讨雷电的成因。《淮南子·坠形训》认为,“阴阳相薄为雷,激扬为电”,即雷电是阴阳两气对立的产物。王充也持类似看法。明代刘基(1311~1375)说得更为明确:“雷者,天气之郁而激而发也。阳气困于阴,必迫,迫极而迸,迸而声为雷,光为电”。可见,当时己有人认识到雷电是同一自然现象的不同表现。 尖端放电也是一种常见的电现象。古代兵器多为长矛、剑、戟,而矛、戟锋刃尖利,常常可导致尖端放电发生,因这一现象多有记述。如《汉书·西域记》中就有“元始中(公元3年)……矛端生火”,晋代《搜神记》中也有相同记述:“戟锋皆有火光,遥望如悬烛”。避雷针是尖端放电的具体应用,我国古代地采用各种措施防雷。古塔的尖顶多涂金属膜或鎏金,高大建筑物的瓦饰制成动物形状且冲天装设,都起到了避雷作用。如武当山主峰峰顶矗立着一座金殿,至今已有500多年历史,虽高耸于峰巅却从没有受过雷击。金殿是一座全铜建筑,顶部设计十分精巧。除脊饰之外,曲率均不太大,这样的脊饰就起到了避雷针作用。每当雷雨时节,云层与金殿之间存在巨大电势差,通过脊饰放电产生电弧,电弧使空气急剧膨胀,电弧变形如硕大火球。其时雷声惊天动地,闪电激绕如金蛇狂舞,硕大火球在金殿顶部激跃翻滚,蔚为壮观。雷雨过后,金殿经过水与火的洗炼,变得更为金光灿灿。如此巧妙的避雷措施,令人叹为观止。 我国古人还通过仔细观察,准确地记述了雷电对不同物质的作用。《南齐书》中有对雷击的详细记述:“雷震会稽山阴恒山保林寺,刹上四破,电火烧塔下佛面,而窗户不异也”。

常见的几种放电现象

常见的几种放电现象 一、接地放电 地球是良好的导体,由于它特别大,所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势,这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水,并不能明显改变海平面的高度一样。如果用导线将带电导体与地球相连,电荷将从带电体流向地球,直到导体带电特别少,可以认为它不再带电。生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累,这时接地是一项有效措施。 二、尖端放电 通常情况下空气是不导电的,但是如果电场特别强,空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力,有可能被“撕”开,这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷,空气就可以导电了。空气电离后产生的负电荷就是电子,失去电子的原子带正电,叫做正离子。 由于同种电荷相互排斥,导体上的静电荷总是分布在表面上,而且一般说来分布是不均匀的,导体尖端的电荷特别密集,所以尖端附近空气中的电场特别强,使得空气中残存的少量离子加速运动。这些高速运动的离子撞击空气分子,使更多的分子电离。这时空气成为导体,于是产生了尖端放电现象。 三、火花放电 当高压带电体与导体靠得很近时,强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离,电荷通过电离的空气形成电流。由于电流特别大,产生大量的热,使空气发声发光,产生电火花,这种放电现象叫火花放电。 火花放电在生活中常会遇到。干燥的冬天,身穿毛衣和化纤衣服,长时间走路之后,由于摩擦,身体上会积累静电荷,这时如果手指靠近金属物品,你会感到手上有针刺般的疼痛感,这就是火花放电引起的,如果事先拿一把钥匙,让钥匙的尖端靠近其他金属体,就会避免疼痛。在光线较暗的地方试一试,在钥匙尖

端靠近金属体的时候,,不但会听到响声,还会看到火花。在一些工厂或实验室里,存在大量易燃气体,工作人员要穿一种特制的鞋,这种鞋的导电性能很好,能够将电荷导入大地,避免电荷在人体上的积累,以免产生火花放电,引起火灾。

大学物理尖端放电演示实验

实验名称:尖端放电 演示内容:演示尖端放电原理的应用:避雷针。 仪器装置:高压电源、模拟避雷针装置。 【实验原理】 当避雷针演示仪接通静电高压电源后,绝缘支架上的两个金属板带电了。在极板间电压超过1万伏时,由于导体尖端处电荷密度大于金属球处,所以金属尖端附近形成了强电场,在强电场的作用下,空气分子被电离,致使极板和金属尖端之间处于连续的电晕放电状态,即尖端放电现象。而金属球与极板间的电场不能达到火花放电的数值,故金属球不放电。在实际应用中,尖端导体与大地相连接,云层中的电荷通过导体与大地中和,因而避免了人身和物体遭到雷电等静电的伤害。如高层建筑物顶端都安有高于屋顶物体的金属避雷针。 【实验操作与现象】 1.将静电高压电源正、负极分别接在避雷针演示仪的上下金属板上,把带支架的金属球放在金属板两极之间。接通电压,金属球与上极板间形成火花放电,可听到劈啪声音,并看到火花。若看不到火花,可将电源电压逐渐加大。演示完毕后,关闭电源。 2.用带绝缘柄的电工钳将带支架的顶端呈圆锥状(尖端)的金属物体也放在金属板两极之间,此时金属球和尖端的高度一致。接通静电高压电源,金属球火花放电现象停止了,但可听到丝丝的电晕放电声,看到尖端与上极板之间形成连续的一条放电火花细线。若看不到放电火花细线,将电源电压提高。演示完毕后,关闭电源。 【注意事项】 1.由于电源电压较高,关闭电源后,不能完全充分放电,故每一步演示后都应取下电源任一极与另一极接头相碰触人工进行放电,以确保仪器设备和操作者的安全。 2.晴天演示电源电压应降低些,阴天演示电源电压应提高些。 3.静电高压电源是用一号电池供电,改变电池伏数(即改变电池电压输出电

几个有趣的尖端放电实验

几个有趣的尖端放电实验 我们知道在静电学中, 导体带电时,导体表面突出和尖锐的地方,电荷分布比较密集,使其附近形成很强的电场。导体尖端附近空气中残留的正负离子在强电场的作用下发生剧烈的运动,并与空气中的气体分子碰撞,将空气分子电离成许多新的正负离子,那些与尖端带同种电荷的离子,受到排斥,远离尖端,形成“电风”。与尖端带异种电荷的离子受到吸引,奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷,这就是尖端放电。利用尖端放电现象,我们可以完成几个有趣的实验。 (1)可以这样使水带电 实验装置如图1所示,将缝衣针固定在有机玻璃棒上,玻璃棒用夹子固定在铁架台上,针下方放一只盛满清水的塑料盆,塑料盆放在绝缘板上针尖端距水面约5cm~10cm,用导 线将针与感应起电机的一极相连,再将一根导线一端与验电器相连,另一端裸露部分插入水中。转动起电机,由于针的尖端放电,使水带上同种电荷,验电器箔片逐渐张开。 (2)模拟静电除尘 实验装置如图2所示,取圆形铝板一块固定在绝缘支座上(绝缘支座可用玻璃棒固定在底座上制成,在中学物理实验室中易找到,本文后几个实验中均用到绝缘支座),将缝衣针装上塑料棒后固定在铁架台上,调节铝板与针尖端间距6cm~8cm,用导线将铝板和缝衣针分

别与感应起电机相连,将点燃的蚊香放在铝板和针之间。让起电机起电,使铝板和缝衣针带 电,蚊香烟被铝板吸附,若停止起电,烟又袅袅上升。 (3)旋转的风车 取两个易拉罐,剪一部分铝皮,将铝皮碾压平整,剪出一直径约8cm的圆,再剪成图3a样式的风车,尽量使叶片对称,在其中心处打一小孔,嵌上子母扣作支撑轴承,取缝衣针固定于绝缘支座上,针尖端顶在子母扣的凹坑处,实验装置如图3b所示。实验时,用导线将针与起电机一极相连,转动起电机,起电后,由于叶轮的尖端放电,在反冲作用下,风车 旋转起来。 (4)电风驱动的纸杯 取一个一次性的薄纸杯,在杯底中心处打一小孔,嵌上子母扣作支撑轴承。取自行车辐条一根,一端挫尖,另一端固定于小木块上,尖端顶在子母扣的凹坑里,再取两片大些的易拉罐铝皮,碾压平整,分别剪成长约10cm,宽约4cm的长方形,而后剪成排针状,将两

尖端放电现象以及尖端尺寸对放电的影响

尖端放电现象以及尖端尺寸对放电的影响 要求:通过查阅资料,解释尖端放电现象。建立不同尖端放电模型,研究电场分布及能量分布图,进行比较,得出结论。 例如:建立如下模型仿真其放电情况 小组成员:XXX XXX XXX

尖端放电现象以及尖端尺寸对放电的影响 原理解释 处于静电平衡状态的导体,导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面(这是因为,假设导体内部有电荷,导体内部的场强就不可能为零,自由电荷就会发生定向移动,导体也就没有处于静电平衡状态);在导体表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷(关于这一点,不妨设想一个极端情况的例子:一枝缝衣针,带电后由于同种电荷相互排斥,电荷自然要被“挤”到针的两端)。 导体尖端的电荷密度很大,附近的场强很强,空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动,把空气中的气体分子撞“散”,也就是使分子中的正负电荷分离。这个现象叫做空气的电离(ionization)。中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。这些带点粒子在强电场的作用下加速,撞击空气中的分子,使它们进一步电离,产生更多的带电粒子。那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷。这个现象叫做尖端放电。 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。它是一个或几个尖锐的金属棒,保持与大地的良好接触。当带电的雷雨云接近建筑物时,由于静电感应,金属棒出现与于云层相反的电荷。通过尖端放电,这些电荷不断向大气释放,中和空气中的电荷,达到避免雷击的目的。 尖端放电会导致高压设备上电能的损失,所以高压设备中导体的表面应该尽量光滑。夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕,俗称电晕,这是一种微弱的尖端放电。 电场矢量分布图

4.1自然界的_电现象教案.pdf

八(下)教案4章1节自然界的电现象 教学目标 (1)知道摩擦起电、接触起电是常见的静电现象。 (2)知道在摩擦起电和接触起电过程中,电荷只是在物体间发生转移,电荷的总量是守恒的。 (3)知道火花放电和尖端放电是发生在大气中的电中和现象。 教学重点难点 重点摩擦起电和接触起电,用验电器对电荷进行检测。 尖端放电和火花放电现象,用尖端放电和火花放电解释一些放电现象。 难点摩擦起电和接触起电的机理。 尖端放电和火花放电现象。 (二)教具 塑料捆扎带一段,手帕一块,玻璃棒一根,橡胶棒一根,毛皮一块,水槽,橡皮管, 塑料丝,碎纸屑若干,韦氏起电器,尖端放电装置。 教学过程 引入:刘德华闪电演唱会(激发学生的兴趣) 大家可能很想知道这其中的秘密,这其实就是静电现象,静电现象存在于生活、生产 中,是自然界中常见的现象。引入课题:第3章第1节自然界的电现象(板书) 学生动手:完成活动 1 演示1:完成活动2(学生上台操作) (结论) 物体具有吸引轻小物体的性质是因为物体带了电。 一、摩擦起电 1、用摩擦的方法使物体带电的现象叫摩擦起电。(板书) 演示2:完成活动 3 结论:在科学上规定:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。 2.自然界中存在着两种电荷:正电荷和负电荷。同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。 解释:学生活动1的实验现象 想一想:为什么两种不同物体相互摩擦后会使它们带电呢? (flash课件电学--摩擦起电实质:演示) 解析要解释这个现象,需要从原子结构谈起。我们知道任何物质的原子都是由带正电 的原子核和带负电的电子构成,通常原子核所带的正电荷数等于核外电子所带的负电荷数, 所以原子对外不带电。但不同的原子的原子核对电子的束缚能力并不相同,当两种不同物体相互摩擦时,对核外电子束缚能力较弱的物体容易失去核外的一部分电子而带正电,对核外电子束缚能力较大的物体俘获这些电子对外而带负电。因此两种不同物体相互摩擦后会使它 们带上异种电荷。(师生共同分析:培养抽象思维能力) 二、电荷守恒 1.两种不同的物体在摩擦过程中,对电子束缚能力较弱的物质的原子失去—部分电子 带正电。对电子束缚能力较强的物质的原子得到这部分电子带负电。 2.摩擦起电的实质是电荷的分离和转移。 例2 用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒为什么带负电?你知道毛皮带什么电?

几个有趣的尖端放电实验

几个有趣的尖端放电实验 2007年10月23日 06:50 几个有趣的尖端放电实验 我们知道在静电学中,导体带电时,导体表面突出和尖锐的地方,电荷分布比较密集,使其附近形成很强的电场。导体尖端附近空气中残留的正负离子在强电场的作用下发生剧烈的运动,并与空气中的气体分子碰撞,将空气分子电离成许多新的正负离子,那些与尖端带同种电荷的离子,受到排斥,远离尖端,形成“电风”。与尖端带异种电荷的离子受到吸引,奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷,这就是尖端放电。利用尖端放电现象,我们可以完成几个有趣的实验。 (1)可以这样使水带电 实验装置如图1所示,将缝衣针固定在有机玻璃棒上,玻璃棒用夹子固定在铁架台上,针下方放一只盛满清水的塑料盆,塑料盆放在绝缘板上针尖端距水面约 5cm~10cm,用导线将针与感应起电机的一极相连,再将一根导线一端与验电器相连,另一端裸露部分插入水中。转动起电机,由于针的尖端放电,使水带上同种电荷,验电器箔片逐渐张开。 (2)模拟静电除尘 实验装置如图2所示,取圆形铝板一块固定在绝缘支座上(绝缘支座可用玻璃棒固定在底座上制成,在中学物理实验室中易找到,本文后几个实验中均用到绝缘支座),将缝衣针装上塑料棒后固定在铁架台上,调节铝板与针尖端间距6cm~8cm,用导线将

铝板和缝衣针分别与感应起电机相连,将点燃的蚊香放在铝板和针之间。让起电机起电,使铝板和缝衣针带电,蚊香烟被铝板吸附,若停止起电,烟又袅袅上升。 (3)旋转的风车 取两个易拉罐,剪一部分铝皮,将铝皮碾压平整,剪出一直径约8cm的圆,再剪成图3a样式的风车,尽量使叶片对称,在其中心处打一小孔,嵌上子母扣作支撑轴承,取缝衣针固定于绝缘支座上,针尖端顶在子母扣的凹坑处,实验装置如图3b所示。实验时,用导线将针与起电机一极相连,转动起电机,起电后,由于叶轮的尖端放电,在反冲作用下,风车旋转起来。 (4)电风驱动的纸杯 取一个一次性的薄纸杯,在杯底中心处打一小孔,嵌上子母扣作支撑轴承。取自行车辐条一根,一端挫尖,另一端固定于小木块上,尖端顶在子母扣的凹坑里,再取两片大些的易拉罐铝皮,碾压平整,分别剪成长约10cm,宽约4cm的长方形,而后剪成排针状,将两个排针用塑料夹固定在绝缘支座上,整个实验装置如图4所示。排针尖距纸杯约1cm,两个排针的尖端指向纸杯的切线方向,实验时,用两根导线分别将

尖端放电论文

尖端放电 本周我们又上了一堂别开生面的物理演示实验课。这次的演示实验大多数都是跟电磁学有关的,跟我们正在学习的内容紧密相联,增长了见识又加深了对课本的理解。 本次课上看到了许多有趣的实验,像尖端放电,卢瑟福散射实验,电磁阻尼摆等等,每一个都让我印象深刻。但给我印象最深的就是尖端放电,这也是本次实验课中最危险的。尖端放电这个词我们从小就听说了,原先就是知道电能从尖的地方释放出去,并不明白其原理。到了中学时期,老师给做了“电风转筒”,“电风吹烛”等趣味物理实验,使我对电学的神奇现象更加的感兴趣了,直到本学期上了大学物理课我终于明白了其中的道理。 尖端放电简单的说就是在强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象。他属于一种电晕放电。这是因为导体尖锐处曲率很大,电荷面密度就大,因而电势梯度大,尖端附近的电场特别强,当场强超过空气的击穿场强时就会发生空气被电离的放电现象,叫做尖端放电。 尖端放电在我们的生活中有很多的应用。小的方面主要是电子打火装置,比如打火机,燃气炉,燃气热水器等都是靠尖端放电产生的火花来点火的。由于这种放电的能量较大,所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。大的方面主要就是避雷针。当带电云层靠近建筑物时,建筑物会感应上与云层相反的电荷,这些电荷会聚集到避雷针的尖端,达到一定的值后便开始放电,这样不停的将建筑物上的电荷中和掉,永远达不到会使建筑物遭到损坏的强烈放电所需要的电荷。 将尖端放电知识与静电屏蔽知识结合起来就可以应用到生活中更多的地方,比如在高压带电作业中工人常常穿上用金属丝或导电纤维织成的均压服,这样可以对人体起屏蔽保护作用,避免人受到电击伤害。还有家喻户晓的鸟巢,运用的不是避雷针,而是避雷网。“鸟巢” 的整个“钢筋铁骨”就是一个“笼式避雷网”。为了防止雷击对人体的伤害,场馆内人能触摸到的部位上,比如钢结构,都作了特殊处理,抵消了雷电对人的影响,绝对不会伤害到人。同时,“鸟巢”内几乎所有的设备都和避雷网连接,保证雷电来临的一瞬间,能顺利将巨大电流导入地下,保证了场馆自身、仪器设备和人身的安全。 我觉得我们还可以利用它进行除尘工作。对于工厂烟囱中放出的煤粉颗粒,若在烟囱中加两个电极,一边是烟囱管,另一边是一根粗裸导线,加强其中的电场使其电离气体的能力加强,以便使煤粉带上电离出的电子而被正电极吸引而被除去。这是我自己的想法,不一定可行。 这次的演示实验课让我明白了许多,电学给我们的工作生活带来了方便,但是如果使用不当也会造成很大的损失,正像中国一句古话说的“水能载舟亦能覆舟”。对于自然及各种物理现象,如果我们能准确把握它们的规律,并合理运用,就会对人类的生活造福深远。而若忽视规律,不合理的滥用,即使是很小的事情,亦会造成灭顶之灾。

maxwell作业——尖端放电现象以及尖端尺寸对放电的影响

尖端放电现象以及尖端尺寸对放电 的影响 电子专业 张卓 范泰安 周艳飞

尖端放电现象以及尖端尺寸对放电的影响 原理解释 处于静电平衡状态的导体,导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面(这是因为,假设导体内部有电荷,导体内部的场强就不可能为零,自由电荷就会发生定向移动,导体也就没有处于静电平衡状态);在导体表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷(关于这一点,不妨设想一个极端情况的例子:一枝缝衣针,带电后由于同种电荷相互排斥,电荷自然要被“挤”到针的两端)。 导体尖端的电荷密度很大,附近的场强很强,空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动,把空气中的气体分子撞“散”,也就是使分子中的正负电荷分离。这个现象叫做空气的电离(ionization)。中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。这些带点粒子在强电场的作用下加速,撞击空气中的分子,使它们进一步电离,产生更多的带电粒子。那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷。这个现象叫做尖端放电。 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。它是一个或几个尖锐的金属棒,保持与大地的良好接触。当带电的雷雨云接近建筑物时,由于静电感应,金属棒出现与于云层相反的电荷。通过尖端放电,这些电荷不断向大气释放,中和空气中的电荷,达到避免雷击的目的。 尖端放电会导致高压设备上电能的损失,所以高压设备中导体的表面应该尽量光滑。夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕,俗称电晕,这是一种微弱的尖端放电。 建立模型 圆弧尖端模型三角尖端模型 仿真步骤 打开Maxwell sv,新建Maxwell 2D工程。slover选择Electrostatic;Drawing选择XY Plane。

自然界的电现象

初中科学八年级(下)助学稿 主备人:审核人: 班级姓名学号 3.1 自然界的电现象 一.学习目标 1. 通过一些活动了解静电现象。知道摩擦起电和接触起电是常见的静电现象。 2. 了解电荷的类型和电荷间的作用规律。 3.知道在摩擦起电和接触起电的过程中,电荷只是在物质间发生转移,电荷的总量是守恒的。 4.知道尖端放电和火花放电是发生在大气中的电中和现象。 二.课前预习 1.________________________叫摩擦起电。 2.自然界中存在着两种电荷:即_________和_________。电荷间的作用规律是:同种电荷相互_____________,异种电荷相互_____________。 3.不同物质原子的原子核对核外电子的束缚作用是并不_____________,两种不同物质相互摩擦时,对核外电子束缚作用相对较弱的物质的原子容易__________电子,这种物质由于___________电子就带__________,而__________电子的另一物质就带__________。 4.使物体带电的方法有_____________和_____________。 5._____________和_____________是大气中常见的气体放电现象。 6.火花放电就是发生剧烈的现象,同时伴随着 和。尖端放电是比较缓慢的局部现象,电荷从尖端处逐渐释放,与周围空气中的发生电中和。就是云层与云层之间发生的剧烈的电中和现象。 三.课内导学 静电现象 (一)静电现象 1.观察图3.1.1并按要求进行猜想。 注意:带电体具有吸引轻小物体的性质。 2.活动 按图3.1.2和3.1.3进行,你观察到的现象是,这一现象说明了。 (二)摩擦起电 1.摩擦起电现象。 2.电荷间的相互作用规律:。 3.阅读“顿牟掇芥”。 (三)电荷守恒 1.摩擦起电的微观解释。认真阅读本节内容,明确摩擦起电的实质。 2.电荷守恒。 在摩擦起电过程中两个物体所带电荷总是________的,并且是电荷,电荷的总量没有发生改变。 3.规定:与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷为正电荷,与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷。 (四)接触起电

尖端放电的实验研究

尖端放电的实验研究 文/赵强 尖端放电现象是静电学的重要内容,有不少文献对尖端放电的演示实验(主要指烛焰偏向实验)作了论述,但结论不一,且存在一些不妥.本文将从理论和实验两个方面对这一现象作一探讨,并结合有关文献观点谈一下笔者的分析,同时介绍笔者在教学中自创的新实验.以供同仁参考讨论. 一、尖端放电原理[1] 对尖端放电现象,教材通常的解释是:电荷在导体上分布时,导体的尖端处电荷最多,因而尖端附近的电场特别强.在尖端强电场的作用下,空气中残留的离子会发生激烈的运动.在激烈运动过程中,它们和空气分子相碰撞,会使空气分子电离,从而产生大量的新离子.与尖端上电荷异号的离子受到吸引而趋向尖端,与尖端上的电荷中和.与尖端上电荷同号的离子受到排斥,远离尖端形成“电风”. 二、“电风”问题的理论分析[2]、[3] 根据上面的解释,学生常提出这样的疑问:既然与尖端上电荷异号的离子受到吸引而趋向尖端,那么,这些离子流也应形成“电风”,它不是向外的“吹风”,而是指向尖端的“吸风”.不少文献的作者也持“吸风”的观点. 尖端放电时有没有“吸风”现象呢?要解释这一问题,就应对气体放电的物理过程作进一步分析.绝对纯净、中性状态的气体是不导电的,只有在气体中出现了带电粒子(电子、正离子、负离子)以后,气体才可能导电,并在电场作用下发展成为各种形式的气体放电现象.空气中含有数量很少的带电粒子,它们在电场的作用下会被吸向与之异号的电极,形成电流.此电流值极小,只能看作是微小的泄漏.但如果电场足够大时,吸向电极的带电粒子就会有足够的动能撞击中性气体分子使之电离,即发生碰撞游离.游离出来的带电粒子又参加到撞击中去,于是游离过程就象雪崩似地增长起来,称为电子崩.电场足够大时,这种电子崩可不必依赖外界游离因素而仅由电场作用自行维持和发展,这就形成了自持放电,发生自持放电的最低电场强度称为临界场强. 在大体均匀的电场中,各处的强场差异不大.任意某处形成自持放电时,电子崩所形成的空间电荷将促使其它部分电场增长,自持放电会很快发展到电极间的整个间隙,气隙即被击穿.击穿后的气隙间正负带电粒子分别顺着和逆着场强方向向电极运动,不会形成固定指向的“电风”,即不会有“吹风”或“吸风”现象. 在尖端电极的情况下,放电的发展过程有所不同.当电压还比较低时,尖端处的电场强度就有可能超过临界场强,即发生自持放电,由于离尖端稍远处场强已大为减弱,故自持放电只能局限在尖端附近的空间内,不能扩展出去.于是撞击游离产生的大量正负带电粒子大都集中在尖端附近,距尖端不过几个毫米,这一小区域我们不防称之为游离区.这样与尖端电荷同号的的带电粒子受到排斥而离开游离区,飞向远方,形成“吹风”现象.相反,与尖端电荷异号的带电粒子,受到吸引而趋向尖,并与尖端上的电荷中和.这部分趋向尖端的带电粒子大都分布在范围很小的游离区内,因而不会对外部形成“吸风”现象.教材中,有关尖端放电的插图中将游离区画得过大,又没加文字说明,是造成学生提出“吸风”疑问的主要原因. 三、“电风车”反冲运动的分析[4] 用感应起电机的两个电极分别给“电风车”带电,即分别使“电风车”带上正电荷或负电荷.两种情形下,“电风车”都会背离尖端指向而旋转,这是由于尖端放电时形成的“吹风”的反冲作用. 图1 如图1所示,此时“电风车”的尖端受到三个力作用:(1)异号电荷的吸引作用;(2)同号电荷对尖端的排斥作用;(3)异号电荷被吸引到尖端中和时的碰撞作用.(1)和(3)对尖端的作用相反,可以抵消.但不论尖端电荷的正负,由于(2)的排斥作用的存在,就使得“电风车”做反冲运动. 四、烛焰偏向的实验研究 (一)文献观点 “电风”作用下的烛焰偏向实验,是说明尖端放电现象和“电风”存在的常用方法.已有不少文献对烛焰偏向的机理进行了深入探讨,

尖端放电与避雷针

尖端放电与避雷针 强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电,他属于一种电晕放电。导体尖端的电荷特别密集,尖端附近的电场特别强,就会发生尖端放电。他的原理是物体尖锐处,电场线密集,因而电势梯度大,致使其附近部分气体被击穿而发生放电。如果物体尖端在暗处或放电特别强烈,这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕。通常情况下,空气是不导电的,但是如果电场特别强,空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力,有可能被“撕”开,这个现象叫做空气的电离。 导体表面有电荷堆积时,电荷密度与导体表面的形状有关。在凹的部位电荷密度接近零,在平缓的部位小,在尖的部位最大。当电荷密度达到一定的量值后,电荷产生的电场会很大,以至于把空气击穿,空气中的与导体带电相反的离子会与导体的电荷中和,出现放电火花,并能听到放电声。如高压线有轮廓的地方,就会出现尖端放电。由于接到电源上,它一边放电,一边不停的提供放电需要的电荷,这种放电会持续下去。在导体的带电量及其周围环境相同情况下,导体尖端越尖,尖端效应越明显。这是因为尖端越尖,曲率越小,面电荷密度越高,其附近场强也就越强。在同一导体上,与曲率小的部位相比,曲率大的部位就是尖端。因此,设备的边.棱.角相对于平滑表面,管道的喷嘴相对于管线,细导线相对于粗导线,人的手指相对于背部等等,前者都可认为是尖端,都容易产生尖端效应。而且,即使带电体没有尖

端,而与之相邻近的接地导体具有尖端,它们之间也会产生尖端效应。此时,由于静电感应,在接地体的尖端处会感应出异性电荷,并容易与带电体之间发生放电。 尖端放电的形式主要有电晕放电和火花放电两种。在导体带电量较小而尖端又较尖时,尖端放电多为电晕型放电。这种放电只在尖端附近局部区域内进行,使这部分区域的空气电离,并伴有微弱的荧光 和嘶嘶声。因放电能量较小,这种放电一般不会成为的引火源,但可引起其它危害。在导体带电量较大电位较高时,尖端放电多为火花型放电。这种放电伴有强烈的发光和破坏声响,其电离区域由尖端扩展至接地体,在两者之间形成放电通道。由于这种放电的能量较大,所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。 尖端放电的发生还与周围环境情况有关。环境温度越容易放电。另外,环境湿度越低越容易放电。 高大建筑物上都会安装避雷针,当带电云层靠近建筑物时,建筑物会感应上与云层相反的电荷,这些电荷会聚集到避雷针的尖端,达到一定的值后便开始放电,这样不停的将建筑物上的电荷中和掉,永远达不到会使建筑物遭到损坏的强烈放电所需要的电荷。雷电的实质是2个带电体间的强烈的放电,在放电的过程中有巨大的能量放出。建筑物的另外一端与大地相连,与云层相同的电荷就流入大地。显然,要是避雷针起作用,必须保证尖端的尖锐和接地通路的良好,一个接地通路损坏的避雷针将使建筑物遭受更大的损失。 孙康 10305126

尖端放电

尖端放电 导体尖端的电荷特别密集,尖端附近的电场特别强,就会发生尖端放电 强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电,他属于一种电晕放电。他的原理是物体尖锐处曲率大,电力线密集,因而电势梯度大,致使其附近部分气体被击穿而发生放电。如果物体尖端在暗处或放电特别强烈,这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕 . 通常情况下,空气是不导电的,但是如果电场特别强,空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力,有可能被“撕”开,这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷,空气就可以导电了,空气电离后产生的负电荷就是负离子,失去原子的电荷带正电,叫做正离子。 (对孤立导体)导体表面有电荷堆积时,电荷密度与导体表面的形状有关。在凹的部位电荷密度接近零,在平缓的部位小,在尖的部位最大。当电荷密度达到一定的量值后,电荷产生的电场会很大,以至于把空气击穿(电离),空气中的与导体带电相反的离子会与导体的电荷中和,出现放电火花,并能听到放电声。 如高压线有轮廓的地方,就会出现尖端放电。由于接到电源上,它一边放电,一边不停的提供放电需要的电荷,这种放电会持续下去。 避雷针是另外一个好的例子。高大建筑物上安装避雷针,当带电云层靠近建筑物时,建筑物会感应上与云层相反的电荷,这些电荷会聚集到避雷针的尖端,达到一定的值后便开始放电,这样不停的将建筑物上的电荷中和掉,永远达不到会使建筑物遭到损坏的强烈放电所需要的电荷。雷电的实质是2个带电体间的强烈的放电,在放电的过程中有巨大的能量放出。建筑物的另外一端与大地相连,与云层相同的电荷就流入大地。显然,要是避雷针起作用,必须保证尖端的尖锐和接地通路的良好,一个接地通路损坏的避雷针将使建筑物遭受更大的损失。 尖端效应 尖端效应是带静电导体所具有的一个重要特点.

导体尖端放电现象及其应用

导体尖端放电现象及其应用 摘要:作为静电方面的重要现象,尖端放电已被人们认识很久,从静电屏 蔽笼到如今的避雷针等,通过对它原理的逐步掌握,一方面人为的避免它给社会带去的损伤,另一方面将其运用到人们的日常生活中,为人类造福。 关键字:尖端放电静电屏蔽避雷针 引言:在中学阶段,通过“电风转筒”,“电风吹烛”等趣味物理实验的 直观展现及教科书知识的学习,我对尖端放电现象有了初步的认识,也产生很大的兴趣。现在,由于大学对物理的进一步学习,我们可以更加科学的解释尖端放电的奥秘,揭开它的神秘面纱。 原理分析:在强电场作用下,物体表面曲率大的地方(如尖锐、细小物的 顶端),等电位面密,电场强度剧增,致使它附近的空气被电离而产生气体放电,此现象称电晕放电。尖端放电为电晕放电的一种,专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。对于电风转筒,气体在高电压静电场的作用下产生电离,带正电的离子集体流向尖形电极的负极,带负电的离子集体流向尖形电极的正极,从而带动塑料圆筒旋转。而电风吹烛,在尖端附近强电场的作用下,空气中散存的带电粒子加速运动,并获得足够大的能量,以至它们和空气分子碰撞时,能使后者离解成电子和离子,这些新电子和离子与其它空气分子碰撞时,又能产生大量新的带电粒子。与尖端上电荷异号的带电粒子受尖端电荷的吸引,飞向尖端,使尖端上的电荷被中和掉;与尖端上电荷同号的带电粒子受到排斥而从尖端附近飞开,蜡烛火焰的偏斜就是受到这种离子流形成的“电风”吹动的结果。实验中,不断给导体充电,可防止尖端上的电荷因中和而逐渐消失,使“电风”持续一段。 应用:一般的电子打火装置如打火炉、打火机、沼气灯的点火装置,氩弧 焊的钨极针,避雷针,还有工业烟囱除尘的装置等等都是运用了尖端放电的原理。 对于电子打火装置,主要运用的是尖端放电中的火花放电,在导体带电量较大电位较高时,尖端放电多为火花型放电。这种放电伴有强烈的发光和破坏声响,其电离区域由尖端扩展至接地体(或放电体),在两者之间形成放电通道。由于这种放电的能量较大,所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。而高大建筑物上安装的避雷针,是由于当带电云层靠近建筑物时,建筑物会感应上与云层相反的电荷,这些电荷会聚集到避雷针的尖端,达到一定的值后便开始放电,这样不停的将建筑物上的电荷中和掉,永远达不

尖端放电现象解释

尖端放电(point discharge):尖端放电是在强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象。属于一种电晕放电。 导体尖端的电荷特别密集,尖端附近的电场特别强,就会发生尖端放电强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电,他属于一种电晕放电。原理是物体尖锐处曲率大,电力线密集,因而电势梯度大,致使其附近部分气体被击穿而发生放电。如果物体尖端在暗处或放电特别强烈,这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕 . 尖端放电的形式主要有电晕放电和火花放电两种。在导体带电量较小而尖端又较尖时,尖端放电多为电晕型放电。这种放电只在尖端附近局部区域内进行,使这部分区域的空气电离,并伴有微弱的荧光和嘶嘶声。因放电能量较小,这种放电一般不会成为易燃易爆物品的引火源,但可引起其它危害。在导体带电量较大电位较高时,尖端放电多为火花型放电。这种放电伴有强烈的发光和破坏声响,其电离区域由尖端扩展至接地体(或放电体),在两者之间形成放电通道。由于这种放电的能量较大,所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。 尖端放电的发生还与周围环境情况有关。环境温度越高越容易放电。因为温度越高,电子和离子的动能越大,就更容易发生电离。另外,环境湿度越低越容易放电。围为湿度高时空气中水分子增多,电子与水分子碰撞机会增多,碰后形成活动能力很差的负离子,使碰撞能量减弱。再者,气压越低越容易放电。因为气压越低气体分子间距越大,电子或离子的平均自由程越大,加速时间越长,动能越大,更容易发生碰撞电离。 我们知道在静电学中,导体带电时,导体表面突出和尖锐的地方,电荷分布比较密集,使其附近形成很强的电场。导体尖端附近空气中残留的正负离子在强电场的作用下发生剧烈的运动,并与空气中的气体分子碰撞,将空气分子电离成许多新的正负离子,那些与尖端带同种电荷的离子,受到排斥,远离尖端,形成“电风”。与尖端带异种电荷的离子受到吸引,奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷,这就是尖端放电。利用尖端放电现象,我们可以完成几个有趣的实验。

简单分析尖端放电原理及其应用

合肥学院2014至2015学年第一学期大学物理B(化工系)模块第三次阶段测验 化工系13 级化学工程与工艺专业卓越班 学号1303022043 姓名王俊成绩

简单分析尖端放电原理及其应用 摘要:强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象称为尖端放电。避雷针、静电除尘技术都是运用了导体尖端放电现象。 关键词: 尖端放电; 面电荷密度 避雷 除尘 ; 尖端放电是在高电压作用下,电极尖端部位的电场强度超过一定数值后产生的电晕放电现象。 在强电场作用下,物体表面曲率大的地方(如尖锐、细小物的顶端),它附近的空气被电离而产生气体放电,此现象称电晕放电。尖端放电为电晕放电的一种。故要观察尖端放电的现象,除了要有足够高的电压外,还必须有适当的形状配合,才容易做到。 就像课本上学习的一样,导体表面的电荷分布与导体的形状有关。理论上,导体的曲率越大,导体表面的电荷密度就越大。尖端放电的原理也同样。物体尖锐处曲率大,电力线密集,因而电势梯度大,致使其附近部分气体被击穿而发生放电如果物体尖端在暗处或放电特别强烈,这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕。 1. 电荷为什么聚集在导体的尖端? 对于一个带电的尖状导体P (如图1),由于静电平衡条件知P 的表面是一个等势面,电荷只分布与P 的表面。实验得知,P 的两端A 、B ,其电荷分布的密度是不一样的。尖端A 的电荷密度A σ大于光滑的粗端B 的电荷密度B σ,即A B σσ>。 为什么会是这样呢?

对于带电的尖长导体来说,我们可以把它抽象为一个简单的模型(如图2)。把光滑的粗端用半径很大的导体球B ’代替,把尖端用半径很小的导体球A ’代替;A ’、B ’之间用一无限长的导线连接,以实现电荷的转移,因其间用无限长的导线相连接,二球均可视为孤立导体,设A ’球的半径为A R 面电荷密度 为A σ;B ’球半径为B R ,面电荷密度为B σ。 由静电学知识可知,二维球势(取无穷远=0?∞)分别为 A A A 0B B B 0R =R =σ?εσ?ε; 由静电平衡条件知:A B =?? 故A B B 00R A R σσεε= 即A B B A R =R σσ 因A B R R ,故:B A σσ 由此可见,尖端的电荷密度σ远大于光滑的粗端的电荷密度,也就是说,孤立导体的电荷聚集在尖端. 2. 尖端放电. 2.1导体表面的面电荷密度σ与表面附近的场强的大小之间的关系. 仍就以形状规则的球形导体来说明. 设球形导体的面电荷密度为σ,半径为R,球面带电量为24Q R πσ=,其场的分布为全对称,所以其空间产生的场相当于同样电荷量Q 的位于球心的点电荷在空间产生的场。 所以球面附近的电场强度E 大小为: 222000444Q R E R R πσσπεπεε=== (3) (2)

尖端放电小论文

尖端放电 尖端放电是在高电压作用下,电极尖端部位的电场强度超过一定数值后产生的电晕放电现象。 在强电场作用下,物体表面曲率大的地方(如尖锐、细小物的顶端),等电位面密,电场强度剧增,致使它附近的空气被电离而产生气体放电,此现象称电晕放电。尖端放电为电晕放电的一种,专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。故要观察尖端放电的现象,除了要有足够高的电压外,还必须有适当的形状配合,才容易做到。 就像课上学习的一样,导体表面的电荷分布于导体的形状有关。理论上,导体的曲率越大,导体表面的电荷密度就越大。尖端放电的原理也正于此有关。物体尖锐处曲率大,电力线密集,因而电势梯度大,致使其附近部分气体被击穿而发生放电。如果物体尖端在暗处或放电特别强烈,这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕。 尖端放电其实很常见。而在演示实验中,我们也接触到好几种模拟实验,如静电滚筒,旋转风车,避雷针模型,电风吹火等。 尖端放电的形式主要有电晕放电和火花放电两种。在导体带电量较小而尖端又较尖时,尖端放电多为电晕型放电。这种放电只在尖端附近局部区域内进行,使这部分区域的空气电离,并伴有微弱的荧光和嘶嘶声。因放电能量较小,这种放电一般不会成为易燃易爆物品的引火源,但可引起其它危害。在导体带电量较大电位较高时,尖端放电多为火花型放电。这种放电伴有强烈的发光和破坏声响,其电离区域由尖端扩展至接地体(或放电体),在两者之间形成放电通道。由于这种放电的能量较大,所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。 它还和环境状况有关。环境温度越高越容易放电。环境湿度越低越容易放电。 而在我们的日常生活中,还是有很多东西应用到尖端放电这个现象的。避雷针是最常见的例子,而除此之外还有打火炉、打火机、沼气灯的点火装置等。 这里我拿打火机为例子,一般打火机的点火装置就是对尖端放电的一种应用。较高档的打火机内部没装火石,它们的点火装置大同小异,大多数是靠压电陶瓷通过尖端放电点火的。有些固体电介质由于晶格点阵的特殊结构,会产生一种特殊现象。即当晶体发生机械形变(如压缩、伸长)时会产生极化,而在相对的两面上产生异号束缚电荷。这种现象叫压电现象。除一些压电晶体外,有一种陶瓷经外加电场作用一定时间后,其内部的小晶粒电矩会转到电场方向上,把电场去掉后,电矩仍基本保持沿电场方向排列,因此使陶瓷表面出现极化电荷,从而具有压电效应,这种陶瓷叫压电陶瓷, 如图1(a)所示。由于陶瓷与周围的空气接触,这些电荷被降落在晶体表面的空气中的正负离子中和,如图1(b)所示,因此它不显出电效应。若陶瓷一旦被压缩,电矩取向发生变化,其极化电荷减少,与表面的正负离子中和程度降低,使降落在陶瓷表面的正负电荷增多。这些电荷可通过尖端放电产生电火花,打火机正是靠这火花将燃气

尖端放电演示实验报告

物理与电子工程学院课程名称:物理演示实验 实验名称:尖端放电演示报告 班级:11物一 姓名及学号:朱小玲(1112010142) 高洪(1112010105) 主讲老师:刘韬容

尖端放电演示实验教学设计 实验目的: 察尖端放电产生的一种力学现象,加深了解尖端放电。 实验仪器: 高压电源、蜡烛、电风吹焰仪 导入: 在初中物理课本“防止雷电”一节内容中,课本中只简要介绍了避雷针,是把针状金属放在建筑物的顶部,再用一根很粗的金属丝接人大地。每当老师在讲解这些内容时,学生往往会问,为什么指向空中的金属要做成针状?对此,教师往往用一句“尖端易放电”敷衍过去。结果学生既不知道“尖端易放电”的道理,也没有看到“尖端易放电”的现象,给教学带来了一些遗憾。现在,我们就用演示实验的方法,让同学们解开在心底多年的疑惑。 试验演示: 其实我们尖端放电试验的仪器很简单,试验也很容易,他们由高压电源,电风吹焰仪,以及最重要的蜡烛组成,现在,我们将高压电源的输出端(正极)连接到实验用的针形导体上,并让电源的接地线接触地面;点燃蜡烛,是不是看到烛焰和平常的没有什么不同呢?接下来,就是见证奇迹的时刻了。我们接通电源,打开高压电源开关,将针形导体尖端靠近点燃的火焰底部。大家猜想下会有什么现象发生呢?首先,我们听到了“吱吱”的响声,还看到了烛焰向远离尖端的一方偏斜,(现在,哪位同学愿意来感受下靠近尖端时会有什么感觉呢?然后说下有什么感觉)其实,当我们走近尖端的位置,还能感到有静电的存在,并向自己迎面扑来。当我们慢慢加大电压,看到烛焰倾斜程度越来越明显,甚至火就要熄灭了,一个简单的装置,竟有如此大的威力,这是为什么呢? 试验原理: 在静电平衡时,导体所带的电荷仅 分布在导体的表面,且导体表面上的电 荷分布于导体的表面形状有关;导体表 面越尖锐的地方,聚集的电荷量越大, 该处附近的电场强度也越强,在高压电 场的作用下,尖端附近的空气中残存的

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